摘要:现代化工企业的设备防腐管理一直是化工设备专业管理人员关注的重点。化工设备经常承受多种腐蚀性介质在不同压力、不同温度的工况下的不断冲击,因此腐蚀所给化工设备带来的一系列问题和隐患表现的尤为突出。大型化工企业为保证长周期运行,必须针对各类型腐蚀采取相应的防腐蚀技术,来增加化工设备的使用寿命。本文主要通过分析现代化工设备的腐蚀情况来探究化工设备腐蚀防护技术。
关键词:现代化工设备;腐蚀;防护技术
在大型化工企业生产过程中,保证企业长周期平稳运行的关键是如何通过腐蚀防护技术使设备达到趋于理想化使用状态。化工设备腐蚀不同程度的改变了设备的使用性能的改变,大大缩短了设备的使用寿命,同时还制造安全隐患,随时威胁使用人员的生命安全。
1化工设备常见腐蚀的种类分析
(1)硫化腐蚀
硫化腐蚀是指钢铁材料在高温下与含硫介质(硫,硫化氢等)作用,生成硫化物而损坏的过程。在炼油生产中使用的原油中普遍存在或多或少的硫元素,个别地区产的原油硫含量占比超过了2%。所以硫化腐蚀普遍存在化工企业当中。硫化腐蚀一般分为“高温硫化腐蚀”和“露点腐蚀”。高温硫化反应一般在钢铁材料表面的晶界发生,逐步沿晶界向内部扩展,高温硫化后的构件,机械强度显著下降,以至整个构件报废。露点腐蚀是指燃料在燃烧后形成大量的水蒸气和二氧化硫、三氧化硫,三者结合形成硫酸,当温度降低至硫酸蒸汽露点时,就会在设备表面凝结成含硫液体,从而大大破坏设备本体产生严重的腐蚀。
(2)电化学腐蚀
电化学腐蚀大多发生在比较潮湿的环境之中,其本质是氧化还原反应的一种,设备或其金属部件接触了电解质溶液,通过电极反应而产生的腐蚀。任何按照电化学机理所产生的腐蚀,都会包含至少一个阳极反应和一个阴极反应,同时还会通过金属内部的电子流,以及在介质中的离子流进行联系。阳极所发生的是氧化过程,主要就是金属离子从金属中转移出来,转移至介质中,同时放出电子流,然后与介质中所存在的离子流进行联系,结合到一起。而阴极反应则相对的是介质中的氧化剂组成成分,通过吸收来自阳极的电子进行还原的过程。电化学腐蚀因为电流不会对外进行做工,都会在腐蚀电池的内阴极发生自耗反应,这样的反应无疑会加快金属被腐蚀的速度。
(3)冲刷腐蚀
冲刷腐蚀是一种不可忽略的腐蚀形式,主要是设备表面与流体之间由于高速相对运动而引起的设备表面损坏现象,是设备受冲刷和腐蚀交互作用的结果,无论气体、液体均可造成冲刷腐蚀,这种腐蚀是一种危害性较大的局部腐蚀。
(4)化学腐蚀
化学腐蚀是指金属遇到干燥的气体或者非电解质溶液而发生化学作用所引起的腐蚀。化学腐蚀的重要特征是:腐蚀的产物积留在金属的表面以及腐蚀过程中没有电流产生。化工企业在生产过程中经常需要采用一些具有腐蚀性的化学原料,这些化学物质和设备的金属表面接触后产生化学反应,往往生成一种金属氧化物,造成金属表面的损坏。
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2化工设备及管线防腐的措施
在化工行业中,化工设备的腐蚀是影响生产运行的一个主要因素,而金属材料腐蚀是设备和管道腐蚀最主要的破坏形式之一,因此,对于不同环境下设备材料的选择是需要充分的考虑决定的。同时,化工设备其自身的防腐设计对于有效的提高设备的防腐能力也有着重要的影响,因此,可以通过以下几个方面来提高化工设备的防腐能力。
2.1材料的选择
当前化工企业中设备绝大多数使用的材料是碳钢,碳钢是含碳量在0.02%~2.11%的铁碳合金,也叫碳素钢。一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。碳钢的力学性能好,便于加工,同时储备量大,价格低,但是在高浓度腐蚀性介质的环境下,其耐腐蚀性能极差,就很容易遭受腐蚀的破坏。因此部分设备为增加耐腐蚀性能在设备的表面定期涂抹防腐涂料,增加了经济成本。同时防腐涂料出现任何一点划痕或者是涂料轻微产生脱落,都会导致电化学腐蚀,从而扩展到设备整体,降低设备的使用寿命。因此选择材料时应对腐蚀环境充分考虑,如介质的成分、浓度以及操作温度和压力等;介质的流速,温度变化,同时也需要从设备使用寿命周期和材料经济效益等方面考虑,从而提高性价比。
2.2防腐蚀的强度设计
炼油和化工生产过程中,化工设备使用工况大多是具有较强腐蚀性的,因此,在设计化工设备时应充分考虑,除了要满足设备本身对强度的要求之外,还应当预留一个腐蚀的余量,而这个余量通常需要达到设备设计寿命内腐蚀深度的双倍,才能够确保设备在试用期间内实现其价值。
2.3设备的定期检查与监测
化工设备在使用过程中,工艺环境随时发生变化,因此设备的腐蚀速率也不同,为保证装置长周期运行,设备的定期巡检和检测是不可或缺的。定期检测壁厚和合理的选择监测点尤为重要。通过长期连续的对易腐蚀部位的监测和分析,从而能够反映出设备整体腐蚀情况,有利于对化工设备理想化状态使用提供帮助,保证化工企业长周期平稳运行。
结论
综上所述,化工设备的能够长期趋于理想化运行是化工企业长周期生产运行的关键,而设备腐蚀问题的防护则是设备理想化运行的关键之一。化工设备的防腐是系统工程,应根据使用的环境、工艺条件、工艺要求等进行综合分析,采用科学合理的方案实施,运用多种方法综合处理,方能达到更好的效果。对于化工设备的防腐工作加以重视,才能确保设备的防腐有效性,最大限度的延长设备寿命,促使化工生产的安全性、可靠性、经济效益等都能够得到大幅度的提升。
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论文作者:申川
论文发表刊物:《基层建设》2019年第33期
论文发表时间:2020/4/30